1.一种板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于实现步骤如下:在激光焊接焊接板式换热器板片的过程中,先使用激光焊接辅助工艺装备进行换热器板片装夹,然后将超声振动工具头加于换热器板片,超声振动与激光束采用同轴方式施加,焊接过程超声振动由超声振动单元产生,超声振动单元包括超声波发生器和超声振动工具头,超声振动工具头由机床或焊接机器人带动进行焊接,超声振动工具头和待焊接板片直接接触,超声振动工具头对换热器板片的作用压力范围为0.1-0.5MPa;超声波工作频率为
50-100kHz。
2.根据权利要求1所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:所述激光焊接辅助工艺装备设计如下:根据换热器板片焊接处呈上凹下凸的槽状结构,为便于板片装夹定位、加强焊道处支撑、改善上下板片在焊道处的接触条件、便于实施焊缝背部气体保护及不同材料板式换热器板片激光焊接时对辅助装备的需求,在焊接工作台底板上对应板片焊缝处加工出一个高度比板片焊接处凹槽深度高0.1mm的支撑凸台,并在凸台中央铣出一个宽度不小于3mm,槽深不超过3mm的焊接预留槽;并且每隔200-300mm设置焊接保护气体通道,联通于焊接预留槽底部;凸台外侧安装压头,此压头用于压紧换热器板片;在进行不锈钢板片焊接时,带有预留槽的凸台只起定位与支撑作用;在进行纯镍板片焊接时,预留槽还可实现单面送气双面保护;在纯钛板焊接过程中,通过联通预留槽底部的保护气体通道接通保护气体,实现纯钛板焊接时焊缝背面保护。
3.根据权利要求1所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:所述焊接过程中激光束由CO2激光器、固体激光器、光纤激光器或半导体激光器激光器,焊接时激光参数根据需要可调。
4.根据权利要求1所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:激光焊接不锈钢板片过程中不采气体保护,激光焊接纯镍板片时气体保护方式为同轴气体保护,激光焊接纯钛板片时采用正背双面气体保护,以上保护气体流量28-32L/min最宜。
5.根据权利要求1所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:所述超声振动工具头包括换能器、变幅杆、振动头;换能器、变幅杆、振动头依次连接。
6.根据权利要求5所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:超声振动工具头的换能器、变幅杆、振动头三个元件中心均开有中心孔,中心孔同心且半径相等,焊接时激光束由此通孔穿过照射于待焊接换热器板片表面,以此来实现超声同轴辅助激光进行换热器板片焊接。
7.根据权利要求5所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:所述的振动头顶端两侧开有保护气体流通通槽,焊接过程中同轴保护气体从此通槽流出;此通槽将振动头分为前后两部分,其中振动头前部略高于振动头后部,两者之间的高度差为
10-100um,在焊接过程中振动头前部直接作用于换热器板片待焊接区域,振动头后部直接作用于即将凝固的焊缝表面。
8.根据权利要求1所述的板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法,其特征在于:所述振动头上设计有压力传感器,压力传感器用于确保超声振动工具头对焊接板片的压力范围为0.1-0.5MPa。